函數(shù)基本概念

• C源程序是由函數(shù)組成的
  • 例如: 我們前面學(xué)習(xí)的課程當(dāng)中,通過(guò)main函數(shù)+scanf函數(shù)+printf函數(shù)+邏輯代碼就可以組成一個(gè)C語(yǔ)言程序
• C語(yǔ)言不僅提供了極為豐富的庫(kù)函數(shù), 還允許用戶(hù)建立自己定義的函數(shù)。用戶(hù)可把自己的算法編寫(xiě)成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的函數(shù)，然后再需要的時(shí)候調(diào)用它
  • 例如:你用C語(yǔ)言編寫(xiě)了一個(gè)MP3播放器程序，那么它的程序結(jié)構(gòu)如下圖所示

• 可以說(shuō)C程序的全部工作都是由各式各樣的函數(shù)完成的,所以也把C語(yǔ)言稱(chēng)為函數(shù)式語(yǔ)言

函數(shù)的分類(lèi)

• 在C語(yǔ)言中可從不同的角度對(duì)函數(shù)分類(lèi)
• 從函數(shù)定義的角度看,函數(shù)可分為庫(kù)函數(shù)和用戶(hù)定義函數(shù)兩種
  • 庫(kù)函數(shù): 由C語(yǔ)言系統(tǒng)提供,用戶(hù)無(wú)須定義,也不必在程序中作類(lèi)型說(shuō)明,只需在程序前包含有該函數(shù)原型的頭文件即可在程序中直接調(diào)用。在前面各章的例題中反復(fù)用到printf、scanf、getchar、putchar等函數(shù)均屬此類(lèi)
  • 用戶(hù)定義函數(shù):由用戶(hù)按需編寫(xiě)的函數(shù)。對(duì)于用戶(hù)自定義函數(shù),不僅要在程序中定義函數(shù)本身,而且在主調(diào)函數(shù)模塊中還必須對(duì)該被調(diào)函數(shù)進(jìn)行類(lèi)型說(shuō)明,然后才能使用
• 從函數(shù)執(zhí)行結(jié)果的角度來(lái)看, 函數(shù)可分為有返回值函數(shù)和無(wú)返回值函數(shù)兩種
  • 有返回值函數(shù): 此類(lèi)函數(shù)被調(diào)用執(zhí)行完后將向調(diào)用者返回一個(gè)執(zhí)行結(jié)果,稱(chēng)為函數(shù)返回值。(必須指定返回值類(lèi)型和使用return關(guān)鍵字返回對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù))
  • 無(wú)返回值函數(shù): 此類(lèi)函數(shù)用于完成某項(xiàng)特定的處理任務(wù),執(zhí)行完成后不向調(diào)用者返回函數(shù)值。(返回值類(lèi)型為void, 不用使用return關(guān)鍵字返回對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù))
• 從主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間數(shù)據(jù)傳送的角度看,又可分為無(wú)參函數(shù)和有參函數(shù)兩種
  • 無(wú)參函數(shù): 在函數(shù)定義及函數(shù)說(shuō)明及函數(shù)調(diào)用中均不帶參數(shù)。主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間不進(jìn)行參數(shù)傳送。
  • 有參函數(shù): 在函數(shù)定義及函數(shù)說(shuō)明時(shí)都有參數(shù),稱(chēng)為形式參數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)為形參)。在函數(shù)調(diào)用時(shí)也必須給出參數(shù),稱(chēng)為實(shí)際參數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)為實(shí)參)

函數(shù)的定義

• 定義函數(shù)的目的
  • 將一個(gè)常用的功能封裝起來(lái)，方便以后調(diào)用
• 自定義函數(shù)的書(shū)寫(xiě)格式

返回值類(lèi)型 函數(shù)名(參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)1，參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)2，…) {
    函數(shù)體;
    返回值;
}

• 示例

int main(){
    printf("hello world\n");
    retrun 0;
}

• 定義函數(shù)的步驟
  • 函數(shù)名：函數(shù)叫什么名字
  • 函數(shù)體：函數(shù)是干啥的，里面包含了什么代碼
  • 返回值類(lèi)型: 函數(shù)執(zhí)行完畢返回什么和調(diào)用者

• 無(wú)參無(wú)返回值函數(shù)定義
  • 沒(méi)有返回值時(shí)return可以省略
  • 格式:

void 函數(shù)名() {
    函數(shù)體;
}

• 示例:

// 1.沒(méi)有返回值/沒(méi)有形參
// 如果一個(gè)函數(shù)不需要返回任何數(shù)據(jù)給調(diào)用者, 那么返回值類(lèi)型就是void
void printRose() {
    printf(" {@}\n");
    printf("  |\n");
    printf(" \\|/\n"); // 注意: \是一個(gè)特殊的符號(hào)(轉(zhuǎn)意字符), 想輸出\必須寫(xiě)兩個(gè)斜線
    printf("  |\n");
  // 如果函數(shù)不需要返回?cái)?shù)據(jù)給調(diào)用者, 那么函數(shù)中的return可以不寫(xiě)
}

• 無(wú)參有返回值函數(shù)定義
  • 格式:

返回值類(lèi)型 函數(shù)名() {
    函數(shù)體;
    return 值;
}

• 示例:

int getMax() {
    printf("請(qǐng)輸入兩個(gè)整數(shù), 以逗號(hào)隔開(kāi), 以回車(chē)結(jié)束\n");
    int number1, number2;
    scanf("%i,%i", &number1, &number2);
    int max = number1 > number2 ? number1 : number2;
    return max;
}

• 有參無(wú)返回值函數(shù)定義
  • 形式參數(shù)表列表的格式: 類(lèi)型 變量名,類(lèi)型 變量2,......
  • 格式:

void 函數(shù)名(參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)1，參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)2，…) {
    函數(shù)體;
}

• 示例:

void printMax(int value1, int value2) {
    int max = value1 > value2 ? value1 : value2;
    printf("max = %i\n", max);
}

• 有參有返回值函數(shù)定義
  • 格式:

返回值類(lèi)型 函數(shù)名(參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)1，參數(shù)類(lèi)型 形式參數(shù)2，…) {
    函數(shù)體;
    return 0;
}

• 示例:

 int printMax(int value1, int value2) {
    int max = value1 > value2 ? value1 : value2;
    return max;
}

• 函數(shù)定義注意
  • 函數(shù)不能嵌套定義

void test() {
    void test2() { // 錯(cuò)誤寫(xiě)法
    }
}

• • 函數(shù)名稱(chēng)不能相同

void test() {
}
void test() { // 報(bào)錯(cuò)
}

函數(shù)的參數(shù)和返回值

• 形式參數(shù)
  • 在定義函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面小括號(hào)()中定義的變量稱(chēng)為形式參數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)形參
  • 形參變量只有在被調(diào)用時(shí)才分配內(nèi)存單元,在調(diào)用結(jié)束時(shí),即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。
  • 因此,形參只有在函數(shù)內(nèi)部有效,函數(shù)調(diào)用結(jié)束返回主調(diào)函數(shù)后則不能再使用該形參變量

int max(int number1, int number2) //  形式參數(shù)
{
    return number1 > number2 ? number1 : number2;
}

• 實(shí)際參數(shù)
  • 在調(diào)用函數(shù)時(shí), 傳入的值稱(chēng)為實(shí)際參數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)參
  • 實(shí)參可以是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等,無(wú)論實(shí)參是何種類(lèi)型的量,在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí),它們都必須具有確定的值,以便把這些值傳送給形參
  • 因此應(yīng)預(yù)先用賦值,輸入等辦法使實(shí)參獲得確定值

int main() {
    int num = 99;
    // 88, num, 22+44均能得到一個(gè)確定的值, 所以都可以作為實(shí)參
    max(88, num, 22+44); // 實(shí)際參數(shù)
    return 0;
}

• 形參、實(shí)參注意點(diǎn)
  • 調(diào)用函數(shù)時(shí)傳遞的實(shí)參個(gè)數(shù)必須和函數(shù)的形參個(gè)數(shù)必須保持一致

int max(int number1, int number2) { //  形式參數(shù)
    return number1 > number2 ? number1 : number2;
}
int main() {
    // 函數(shù)需要2個(gè)形參, 但是我們只傳遞了一個(gè)實(shí)參, 所以報(bào)錯(cuò)
    max(88); // 實(shí)際參數(shù)
    return 0;
}

• • 形參實(shí)參類(lèi)型不一致, 會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為形參類(lèi)型

void change(double number1, double number2) {//  形式參數(shù)
   // 輸出結(jié)果: 10.000000, 20.000000
   // 自動(dòng)將實(shí)參轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型后保存
   printf("number1 = %f, number2 = %f", number1, number2);
}
int main() {
    change(10, 20);
    return 0;
}

• • 當(dāng)使用基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（char、int、float等）作為實(shí)參時(shí)，實(shí)參和形參之間只是值傳遞，修改形參的值并不影響到實(shí)參函數(shù)可以沒(méi)有形參

void change(int number1, int number2) { //  形式參數(shù)
    number1 = 250; // 不會(huì)影響實(shí)參
    number2 = 222;
}
int main() {
    int a = 88;
    int b = 99;
    change(a, b);
    printf("a  = %d, b = %d", a, b); // 輸出結(jié)果: 88, 99
    return 0;
}

• 返回值類(lèi)型注意點(diǎn)
  • 如果沒(méi)有寫(xiě)返回值類(lèi)型，默認(rèn)是int

max(int number1, int number2) {//  形式參數(shù)
    return number1 > number2 ? number1 : number2;
}

• • 函數(shù)返回值的類(lèi)型和return實(shí)際返回的值類(lèi)型應(yīng)保持一致。如果兩者不一致,則以返回值類(lèi)型為準(zhǔn),自動(dòng)進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換

int height() {
    return 3.14; 
}
int main() {
  double temp = height();
  printf("%lf", temp);// 輸出結(jié)果: 3.000000
}

• • 一個(gè)函數(shù)內(nèi)部可以多次使用return語(yǔ)句，但是return語(yǔ)句后面的代碼就不再被執(zhí)行

int max(int number1, int number2) {//  形式參數(shù)
    return number1 > number2 ? number1 : number2;
    printf("執(zhí)行不到"); // 執(zhí)行不到
    return 250; // 執(zhí)行不到
}

函數(shù)的聲明

• 在C語(yǔ)言中，函數(shù)的定義順序是有講究的：
  • 默認(rèn)情況下，只有后面定義的函數(shù)才可以調(diào)用前面定義過(guò)的函數(shù)
• 如果想把函數(shù)的定義寫(xiě)在main函數(shù)后面，而且main函數(shù)能正常調(diào)用這些函數(shù)，那就必須在main函數(shù)的前面進(jìn)行函數(shù)的聲明, 否則
  • 系統(tǒng)搞不清楚有沒(méi)有這個(gè)函數(shù)
  • 系統(tǒng)搞不清楚這個(gè)函數(shù)接收幾個(gè)參數(shù)
  • 系統(tǒng)搞不清楚這個(gè)函數(shù)的返回值類(lèi)型是什么
• 所以函數(shù)聲明,就是在函數(shù)調(diào)用之前告訴系統(tǒng), 該函數(shù)叫什么名稱(chēng), 該函數(shù)接收幾個(gè)參數(shù), 該函數(shù)的返回值類(lèi)型是什么
• 函數(shù)的聲明格式：
  • 將自定義函數(shù)時(shí){}之前的內(nèi)容拷貝到調(diào)用之間即可
  • 例如: int max( int a, int b );
  • 或者:int max( int, int );

// 函數(shù)聲明
void getMax(int v1, int v2);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    getMax(10, 20); // 調(diào)用函數(shù)
    return 0;
}
// 函數(shù)實(shí)現(xiàn)
void getMax(int v1, int v2) {
    int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
    printf("max = %i\n", max);
}

• 函數(shù)的聲明與實(shí)現(xiàn)的關(guān)系
  • 聲明僅僅代表著告訴系統(tǒng)一定有這個(gè)函數(shù), 和這個(gè)函數(shù)的參數(shù)、返回值是什么
  • 實(shí)現(xiàn)代表著告訴系統(tǒng), 這個(gè)函數(shù)具體的業(yè)務(wù)邏輯是怎么運(yùn)作的
• 函數(shù)聲明注意點(diǎn):
  • 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)不能重復(fù), 而函數(shù)的聲明可以重復(fù)

// 函數(shù)聲明
void getMax(int v1, int v2);
void getMax(int v1, int v2);
void getMax(int v1, int v2); // 不會(huì)報(bào)錯(cuò)
int main(int argc, const char * argv[]) {
    getMax(10, 20); // 調(diào)用函數(shù)
    return 0;
}
// 函數(shù)實(shí)現(xiàn)
void getMax(int v1, int v2) {
    int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
    printf("max = %i\n", max);
}

• • 函數(shù)聲明可以寫(xiě)在函數(shù)外面,也可以寫(xiě)在函數(shù)里面, 只要在調(diào)用之前被聲明即可

int main(int argc, const char * argv[]) {
    void getMax(int v1, int v2); // 函數(shù)聲明, 不會(huì)報(bào)錯(cuò)
    getMax(10, 20); // 調(diào)用函數(shù)
    return 0;
}
// 函數(shù)實(shí)現(xiàn)
void getMax(int v1, int v2) {
    int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
    printf("max = %i\n", max);
}

• • 當(dāng)被調(diào)函數(shù)的函數(shù)定義出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)之前時(shí),在主調(diào)函數(shù)中也可以不對(duì)被調(diào)函數(shù)再作聲明

// 函數(shù)實(shí)現(xiàn)
void getMax(int v1, int v2) {
    int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
    printf("max = %i\n", max);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    getMax(10, 20); // 調(diào)用函數(shù)
    return 0;
}

• • 如果被調(diào)函數(shù)的返回值是整型時(shí),可以不對(duì)被調(diào)函數(shù)作說(shuō)明,而直接調(diào)用

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int res = getMin(5, 3); // 不會(huì)報(bào)錯(cuò)
    printf("result = %d\n", res );
    return 0;
}
int getMin(int num1, int num2) {// 返回int, 不用聲明
    return num1 < num2 ? num1 : num2;
}

main函數(shù)分析

• main的含義:
  • main是函數(shù)的名稱(chēng), 和我們自定義的函數(shù)名稱(chēng)一樣, 也是一個(gè)標(biāo)識(shí)符
  • 只不過(guò)main這個(gè)名稱(chēng)比較特殊, 程序已啟動(dòng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)用它
• return 0;的含義:
  • 告訴系統(tǒng)main函數(shù)是否正確的被執(zhí)行了
  • 如果main函數(shù)的執(zhí)行正常, 那么就返回0
  • 如果main函數(shù)執(zhí)行不正常, 那么就返回一個(gè)非0的數(shù)
• 返回值類(lèi)型:
  • 一個(gè)函數(shù)return后面寫(xiě)的是什么類(lèi)型, 函數(shù)的返回值類(lèi)型就必須是什么類(lèi)型, 所以寫(xiě)int
• 形參列表的含義
  • int argc :
    • 系統(tǒng)在啟動(dòng)程序時(shí)調(diào)用main函數(shù)時(shí)傳遞給argv的值的個(gè)數(shù)
  • const char * argv[] :
    • 系統(tǒng)在啟動(dòng)程序時(shí)傳入的的值, 默認(rèn)情況下系統(tǒng)只會(huì)傳入一個(gè)值, 這個(gè)值就是main函數(shù)執(zhí)行文件的路徑

    • 也可以通過(guò)命令行或項(xiàng)目設(shè)置傳入其它參數(shù)

      
      
      
      

• 函數(shù)練習(xí)
  • 寫(xiě)一個(gè)函數(shù)從鍵盤(pán)輸入三個(gè)整型數(shù)字,找出其最大值
  • 寫(xiě)一個(gè)函數(shù)求三個(gè)數(shù)的平均值

遞歸函數(shù)(了解)

• 什么是遞歸函數(shù)?
  • 一個(gè)函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)調(diào)用它自身稱(chēng)為遞歸調(diào)用

void function(int x){
    function(x);
}

• 遞歸函數(shù)構(gòu)成條件
  • 自己搞自己
  • 存在一個(gè)條件能夠讓遞歸結(jié)束
  • 問(wèn)題的規(guī)模能夠縮小
• 示例:
  • 獲取用戶(hù)輸入的數(shù)字, 直到用戶(hù)輸入一個(gè)正數(shù)為止

void getNumber(){
    int number = -1;
    while (number < 0) {
        printf("請(qǐng)輸入一個(gè)正數(shù)\n");
        scanf("%d", &number);
    }

    printf("number = %d\n", number);
}

void getNumber2(){
    int number = -1;
    printf("請(qǐng)輸入一個(gè)正數(shù)abc\n");
    scanf("%d", &number);
    if (number < 0) {
//        負(fù)數(shù)
        getNumber2();
    }else{
//        正數(shù)
       printf("number = %d\n", number);
    }
}

• 遞歸和循環(huán)區(qū)別

  • 能用循環(huán)實(shí)現(xiàn)的功能,用遞歸都可以實(shí)現(xiàn)
  • 遞歸常用于"回溯", "樹(shù)的遍歷","圖的搜索"等問(wèn)題
  • 但代碼理解難度大，內(nèi)存消耗大(易導(dǎo)致棧溢出), 所以考慮到代碼理解難度和內(nèi)存消耗問(wèn)題, 在企業(yè)開(kāi)發(fā)中一般能用循環(huán)都不會(huì)使用遞歸

• 遞歸練習(xí)

  • 有5個(gè)人坐在一起,問(wèn)第5個(gè)人多少歲?他說(shuō)比第4個(gè)人大兩歲。問(wèn) 第4個(gè)人歲數(shù),他說(shuō)比第3個(gè)人大兩歲。問(wèn)第3個(gè)人,又說(shuō)比第2個(gè) 人大兩歲。問(wèn)第2個(gè)人,說(shuō)比第1個(gè)人大兩歲。最后問(wèn)第1個(gè)人, 他說(shuō)是10歲。請(qǐng)問(wèn)第5個(gè)人多大?
  • 用遞歸法求N的階乘
  • 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)用來(lái)計(jì)算B的n次方